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哥伦比亚号航天飞机

哥伦比亚号航天飞机,是美国第一架正式服役的航天飞机,于1981年4月12日首次发射,开启了人类航天时代的序幕。哥伦比亚号航天飞机长约37.2米,翼展约24米,起飞重量约2040吨,有效载荷29.5吨,最多可搭乘8位宇航员,飞行时间7至30天,可重复使用100次。

2003年2月1日,哥伦比亚号在重返大气层时在德克萨斯州上空爆炸解体,7名宇航员全部罹难。

中文名称哥伦比亚号航天飞机英文名称STS Columbia
研制国家美国发射场肯尼迪航天中心
首次发射1981年4月12日末次发射2003年1月16日
发射次数28次失事时间2003年2月1日

名字由来

哥伦比亚号的命名由来,是纪念第一艘环绕世界一周航行的美国籍船只,18世纪帆船哥伦比亚号。

航天飞机性能

哥伦比亚号航天飞机机舱长18米,能装运36吨重的货物。航天飞机外形象一架大型三角翼飞机,机尾装有三个主发动机,和一个巨大的推进剂外贮箱,里面装着几百吨重的液氧、液氢燃料。它附在机身腹部,供给航天飞机燃料进入太空轨道;外贮箱两边各有一枚固体燃料助推火箭。整个组合装置重约2000吨。一架航天飞机可以反复使用75到100次。

在返航时,航天飞机能借助于气动升力的作用,滑行上万公里的距离,然后在跑道上水平降落。与此同时,在滑行中,它还能向两侧方向作2000公里的机动飞行,以选择合适的着陆场地。

首次发射

1981年4月12日,在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人,参观第一架航天飞机哥伦比亚号航天飞机发射。宇航员翰·杨(John W·Young)和克里平(Robert L·Crippen)揭开了航天史上新的一页。

哥伦比亚号航天飞机第一次发射任务

图:哥伦比亚号航天飞机第一次发射任务

这架航天飞机总长约56米,翼展约24米,起飞重量约2040吨,起飞总推力达2800吨,最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米,大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员,飞行时间7至30天,航天飞机可重复使用100次。航天飞机集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。

哥伦比亚号航天飞机发射升空瞬间

图:哥伦比亚号航天飞机发射升空瞬间

1981年初,经过十年的研制开发,哥伦比亚号航天飞机终于建造成功,它是第一架用于在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的航天飞机。它第一次飞行的任务只是测试它的轨道飞行和着陆能力。在太空飞行54小时,环绕地球飞行36周之后航天飞机安全着陆。

在下一架航天飞机挑战者号建成之前,哥伦比亚号又进行了四次发射。

飞行记录

哥伦比亚号航天飞机共进行了28次太空飞行任务,在太空度过300.74日,绕行地球4808圈,总飞行距离达到1.2亿英里,运送宇航员120人次。

任务代号 任务简介 宇航员数量 降落地点
STS-1 首次飞行测试 2 爱德华兹空军基地
STS-2 再次系统测试;地球科学观测 2 爱德华兹空军基地
STS-3 进一步测试;科学实验;地球科学观测 2 白沙太空港
STS-4 科学实验;测试对美空军有效载荷 2 爱德华兹空军基地
STS-5 部署商用的ANIK C-3和SBS-C通信卫星(由于宇航服故障,取消EVA) 4 爱德华兹空军基地
STS-9 首次天空实验室计划
首名西德宇航员
6 爱德华兹空军基地
STS-61-C 部署通讯卫星;科学实验 7 爱德华兹空军基地
STS-28 测试对军事通讯和侦察卫星的有效载荷(美国防部任务) 5 爱德华兹空军基地
STS-32 部署国防通讯卫星 5 爱德华兹空军基地
STS-35
紫外线和X射线天文学
7 爱德华兹空军基地
STS-40 生命科学空间实验室计划 7 爱德华兹空军基地
STS-50 于美国微重力实验室-I (USML-1)进行各种微重力实验。 7 肯尼迪太空中心
STS-52 加拿大宇航员(Steven G. MacLean) 6 肯尼迪太空中心
STS-55 德国宇航员
(Ulrich Walter;Hans Schlegel)
7 爱德华兹空军基地
STS-58 载48只老鼠,研究动物从微重力条件回地球重力场后适应过程。另11项以航天员为对象,研究太空对人体影响。 7 爱德华兹空军基地
STS-62 科学实验。 5 肯尼迪太空中心
STS-65 第二次国际实验室(IML-2) 飞行任务
日本宇航员(向井千秋Chiaki Mukai)
7 肯尼迪太空中心
STS-73 微重力实验。 7 肯尼迪太空中心
STS-75 意大利宇航员
(Maurizio Cheli,Umberto Guidoni)
瑞士宇航员(Claude Nicollier)
7 肯尼迪太空中心
STS-78 法国宇航员(Jean-Jacques Favier)
加拿大宇航员(Robert Thirsk)
7 肯尼迪太空中心
STS-80 部署和回收尾屏蔽装置、德国制造的轨道器、紫外线摄谱仪——沿岸海洋监测卫星II (ORFEUS-SPAS II)。 5 肯尼迪太空中心
STS-83 微重力实验。由于燃料问题,任务中断。 7 肯尼迪太空中心
STS-94 微重力实验。再次试飞以缩短STS-83任务。 7 肯尼迪太空中心
STS-87 日本宇航员(土井隆雄)
乌克兰宇航员(Leonid Kadeniuk)
6 肯尼迪太空中心
STS-90 加拿大宇航员(Dafydd Rhys Williams) 7 肯尼迪太空中心
STS-93 法国宇航员(Michel Tognini) 5 肯尼迪太空中心
STS-109 维修哈勃太空望远镜 7 肯尼迪太空中心
STS-107 执行纯科学任务,返回时解体失事
以色列宇航员(伊兰·拉蒙)
7 失事解体

哥伦比亚号失事

2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机在执行STS-107任务结束后返回大气层,在得克萨斯与路易斯安纳上空再入大气层时解体爆炸,机上7名宇航员全部遇难,哥伦比亚号的残骸从达拉斯郊外一直散落到泰勒,部分残骸落入路易斯安纳。

哥伦比亚号航天飞机在返回时解体爆炸

图:哥伦比亚号航天飞机在返回时解体爆炸

事故原因

在哥伦比亚号发射82秒后,有三个泡沫材料碎块从连接外部燃料箱和航天飞机的支架区域脱落,击中了航天飞机的左侧机翼前缘,造成一个洞。在哥伦比亚号返回时,超高温气体通过机身破损的洞进入机身,最终造成航天飞机解体爆炸。

遇难宇航员

里克·哈兹班德(Rick Husband),男,45岁,昔日空军中校,徳克萨斯人。1994成为宇航员,机长。

威廉姆·麦库(William McCool),男,41岁,昔日海军司令员,三个孩子的父亲。1996年成为宇航员,机组成员。

麦克尔·安德森(Michael P. Anderson),男,43岁,出生于军事家庭,1994年成为少数黑人宇航员之一,有效载荷指令长。

卡尔帕纳·楚拉(Kalpana Chawla),女,41岁,上世纪80年代从印度移民到美国,于1994年成为宇航员,任务专家。

大卫·布朗(David Brown),男,46岁,1996年成为宇航员,任务专家。

劳瑞尔·克拉克(Laurel Clark),女,41岁,昔日海军军医,1996成为宇航员,任务专家。

伊兰·拉蒙(Ilan Ramon),男,48岁,以色列空军中校。1997年成为以色列首位宇航员,有效载荷专家。

失事时间点

北京时间20时00分:哥伦比亚号在距地面280公里的轨道上。绕地球飞行,乘务人员得到休斯顿地面任务控制中心的绿灯信号,开始做重新返回地球大气层的最后准备。

北京时间20时49分,NASA向哥伦比亚号发出开始降落重新定位指令。当时,佛罗里达的卡纳维拉尔角降落带的上空有雾。

21时09分,天空上的雾散去。返回飞行指挥官勒鲁瓦·卡恩向哥伦比亚号发出离开地球轨道指令。

21时15分,哥伦比亚号飞临印度洋上空。这时,哥伦比亚号上的小型方向控制用火箭发动机打开,时间为3分钟。航天飞机的尾部向着地球,开始降落。

21时23分,惯性制导电脑的自动导航系统指挥航天飞机调整为前端在前、尾翼向下的姿势。

21时32分,辅助动力装置被打开,以便向控制航天飞机副翼和起落架的水压系统增加压力。

21时42分,哥伦比亚号到达位于太平洋上空144公里的位置,这时的火箭发动机以每小时27,000公里(声速的25倍)的速度工作着。

21时44分,哥伦比亚号开始进入大气层,其前端向上抬升,保持一个40度的仰角,这样,航天飞机外的陶瓷阻热瓦能够承受飞机进入浓厚大气层时与大气层摩擦产生的所有热量。陶瓷阻热瓦开始升温。

21时46分,哥伦比亚号距地面只有102公里了,并准备在30分钟内着陆,逐渐地,它穿越加利福尼亚、内华达、新墨西哥、亚利桑那、得克萨斯、路易斯安那州的墨西哥湾沿岸,最后到达佛罗里达州上空。

21时49分,哥伦比亚号开始按原计划逐渐减缓飞行速度,它的前端朝着右侧飞行。

21时52分,哥伦比亚号越过加利福尼亚海岸。休斯顿地面任务控制中心的控制记录显示,航天飞机的左侧起落架温度发生轻微异常变化。三个水压热传感器显示的左侧起落架温度在摄氏8至15度之间。

21时53分,航天飞机左翼第4个传感器显示温度仍在上升。

21时54分,整个机身的温度因左翼温度而上升了15摄氏度。

21时55分,哥伦比亚号飞临内华达沙漠上空。

21时56分,哥伦比亚号飞临亚利桑那州南部上空。

21时57分,在飞临新墨西哥州上空时,仍受自动导航系统控制的航天飞机开始向左偏转,速度再次下降。休斯顿地面任务控制中心失去与航天飞机左翼温度传感器数据传输之间的联系。

21时58分,航天飞机左侧一种无法解释清楚的力量推动哥伦比亚号向左滚动,配平滚动稳定器自动打开,试图修正航天飞机的降落位置。

21时59分,航天飞机上的机载电脑试图通过启动2部偏航喷气推进器进一步修正自己的位置。在距离地面61公里的高度、哥伦比亚号以时速21,000公里的速度进入得克萨斯上空。休斯顿地面任务控制中心记录下了最后的无线电联络信号:“哥伦比亚,这里是休斯顿。我们看到你们的轮胎压力信息,但没有抄下你们最后的数据。”

过了片刻,哥伦比亚号机长里克·赫斯本德回答:“收到,但……”

听到一阵噪音短波之后,地面与哥伦比亚号便失去了联系。

22时0分,在失去所有无线电联系的情况下,休斯顿地面任务控制中心继续在雷达上跟踪着哥伦比亚号。地面目击人员报告称,他们看到哥伦比亚号碎裂成无数小块,在天空拖过一条长长的白烟。

22时16分,在哥伦比亚号航天飞机的预定着陆时间,美国国家航空航天局正式启动事故应急计划。

失事影响

自此之后,为了防止类似因航天飞机隔热瓦部缺损而引致事故的发生,当航天飞机飞离地球进入太空时,会打开负载舱进行360度旋转,通过国际空间站对航天飞机的外部状况进行检查。

哥伦比亚号航天飞机失事,加快了航天飞机退役的步伐。

哥伦比亚号航天飞机
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最新更新:2015-08-07 14:26
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